实验三测定电源电动势和内阻实验四练习使用多用电表

实验三测定电源电动势和内阻实验四练习使用多用电表第1页/共47页第2页/共47页实验目的测定电源的电动势和内阻．实验原理如图甲所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值．第3页/共47页此外还可以用图象法来处理数据，即在坐标纸上以I为横坐标，U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U－I图象，图乙所得直线跟纵轴交点即为电动势的值，图线的斜率的绝对值即为内阻r的值．第4页/共47页实验器材电压表，电流表，滑动变阻器，干电池，电键，导线．实验步骤1．选择好电流表、电压表量程．按图甲连接好电路．2．把变阻器的滑动片移到一端，使接入电路的阻值最大．3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据(I1，U1)，用同样的方法测量几组I、U值．4．断开电键时，整理器材．5．处理数据，用公式法和图象法求出电动势和内阻的值．第5页/共47页注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)．2．电池在大电流放电时极化现象较严重，电动势E会明显下降，内阻r会明显增大，因此，实验中不要将I调得过大．读数要快，每次读完立即断电．3．测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I、U数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别求出E、r值再求平均值．第6页/共47页4．画U－I图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑，以减小偶然误差．5．干电池内阻较小时，U的变化较小，此时坐标图中数据点将集中在上部，呈现下部分大面积空间得不到利用，为此，可使纵坐标不从零开始，如图所示，把坐标的比例放大，可使结果的误差减小，此时图线与横轴交点不表示短路电流，仍可用r＝|ΔU/ΔI|计算出电池的内阻r.第7页/共47页实验目的1．学习使用多用电表的一般使用方法．2．练习用多用电表探测黑箱内的电学元件．3．了解晶体二极管的单向导电性及符号．实验原理1．多用电表一般可以用来测电压、电流和电阻等，而且每一种测量都有几个量程，其外形如图所示．上半部分为表头，表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度，下半部分为选择开关，它的四周刻着各种测量项目和量程，另外，还有欧姆表的调零旋钮，机械调零旋钮和测试笔的插孔．

第8页/共47页第9页/共47页第10页/共47页第11页/共47页3．晶体二极管是半导体材料制成的，它有两个极，一个叫正极，一个叫负极，它的符号如图甲所示．晶体二极管具有单向导电性(符号上的箭头表示允许电流通过的方向)．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通，如图乙所示；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止，如图丙所示．第12页/共47页实验器材多用电表，电学黑箱，干电池，导线，晶体二极管，电阻，开关，小灯泡．实验步骤1．认识二极管，首先熟悉图甲中的二极管的符号，然后按照图乙、丙所示电路了解二极管的导电特性．第13页/共47页2．将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，用两表笔分别与如图所示的黑箱上的A、B、C三个接点中的两个接点相连，判断黑箱内有无内电源．3．将多用电表的选择开关旋至欧姆挡，使两表笔分别与三个接点中的两个接点相连，读出欧姆表上示数的大小．将表笔反接后，看欧姆表示数有无变化，以分析黑箱内是否有二极管．第14页/共47页4．根据欧姆定律、串并联电路特点、二极管的导电性等知识分析多用电表探测的结果，并得出黑箱内元件名称和连接方式．5．结束实验时，将多用电表选择开关置于交流电压最高挡．第15页/共47页注意事项1．红表笔代表欧姆表内部电源的负极，黑表笔代表内部电源的正极．2．与使用电压表、电流表一样，多用电表在使用前要进行机械调零(即观察指针是否指在刻度线左端的零刻度处，若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝)．3．使用欧姆挡测电阻时，还要进行“欧姆调零”，方法是：将选择开关置于欧姆挡(适当量程)，将两表笔短接，调整电阻调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上．注意：每变换一次欧姆挡的量程，都要重新进行欧姆调零．第16页/共47页4．关于欧姆挡量程的选择：使用欧姆挡测电阻时，指针指示在表盘中值电阻左右读数较准确．如某多用电表欧姆挡R中＝15Ω，当待测电阻约为2kΩ时，应选用“×100”挡，读数不要忘记乘以相应的倍率．5．测量时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔．6．测量完毕后，要把表笔从测试孔中拨出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电流最高挡．7．当黑箱内有电源时不能用欧姆挡测量．第17页/共47页第18页/共47页命题规律

根据题目所给条件及要求，设计合理电路并利用U－I图象处理数据．[考例1]用电流表和电压表测定电池的电动势E和内阻r所用的电路如图所示，一位同学测得的六组数据如下表中所示．组别123456I/A0.120.200.310.320.500.57U/V1.371.321.241.181.101.05第19页/共47页(1)试根据这些数据在下图中作出U－I图线．第20页/共47页(2)根据图线得出电池的电动势E＝________V，根据图线得出的电池内阻r＝________Ω.(3)若不作出图线，只选用其中两组U和I数据，可利用公式E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r算出E和r，这样做可能得出误差很大的结果，选用第________组和第________组的数据，求得E和r误差最大．第21页/共47页[解析]

(1)根据测得的数据所画的U－I图线如图所示．第22页/共47页(3)选用第3组和第4组数据求得的E和r误差最大．不需要利用所给的6组数据分别进行计算，利用作图就可看出这一点．选用这两组数据求E和r相当于过图中3和4两点作一直线，利用此直线求出E和r，而此直线与所画的直线偏离最大，实际上，第4组数据不合理，应排除．[答案]

(1)见解析(2)1.46

0.72

(3)3

4第23页/共47页在“测定电源的电动势和内阻”的实验中：(1)现备有以下器材：A．干电池1节B．滑动变阻器(0～50Ω)C．滑动变阻器(0～10kΩ)D．电压表(0～3V)E．电压表(0～15V)F．电流表(0～0.6A)G．电流表(0～3A)H．开关、导线若干其中滑动变阻器应选________，电流表应选________，电压表应选________．第24页/共47页(2)为了最大限度的减小实验误差，请在方框内画出该实验最合理的电路图．第25页/共47页(3)某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出U－I图线．根据图线得到被测电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω.123456I/A0.050.100.200.250.300.40U/V1.451.401.321.271.221.13第26页/共47页[答案]

(1)B

F

D

(2)如下图(左)(3)U－I图线如上图(右)

1.48～1.50

0.90～0.96第27页/共47页命题规律

根据题目所给器材和要求，设计合理电路，求电源电动势和内阻．[考例2]有两只电压表A和B，量程已知，内阻不知．另有一干电池，它的内阻不能忽略，但大小未知．只有这两只电压表、开关和一些连接导线，要求通过测量计算出干电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程)．(1)画出测量时所用的电路图．(2)以测量的量为已知量，导出计算电动势的表达式．第28页/共47页[解析]

(1)测量时所用电路图如下图甲、乙所示．(2)将任一只电压表(如表A)与电源连通，记下电压表所示的电压值UA，再将两只电压表与电源串联，记下每只电压表所示的电压值，设为UA′、UB.设表A的内阻的RA，表B的内阻为RB，电源内阻为r，电动势为E，由闭合电路欧姆定律得第29页/共47页第30页/共47页(2010·江苏物理)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．(1)实验时，应先将电阻箱的电阻调到________．(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)第31页/共47页(2)改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值R0＝10Ω的定值电阻两端的电压U.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________．(选填“1”或“2”)第32页/共47页方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0250.0200.0280.070.060.050.040.0第33页/共47页[解析]

(1)电阻箱与电阻串联在电源上，故实验时应将其调到最大值．(2)方案1中电阻箱的阻值太大，线路中的电流过小，定值电阻两端的电压U过小，误差较大．第34页/共47页命题规律

利用多用电表测电阻的方法和注意事项，读多用电表的示数．[考例3]

(2010·江苏南京模拟)(1)多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．图(a)多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一阻值约为20～30Ω的定值电阻，测量的某些操作步骤如下：(1)①调节可调部件________，使电表指针停在________位置；②调节可调部件K，使它的尖端指向________位置；第35页/共47页③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件________，使电表指针指向________位置．第36页/共47页(2)在某次实验中使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图(b)中a、b所示．若选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是________Ω.若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b，则被测电压是________V.第37页/共47页[解析]

(1)多用电表在使用前首先要进行“机械调零”，则调节表盘下中间部位的调零螺丝，即图中的可调部件“S”，使指针停在刻度盘左端的“0”位置．测量电阻应将图中的选择开关K旋至欧姆挡的适当挡位．由图可以看出，该欧姆表的表盘中值约为“20”，又待测电阻的阻值为20～30Ω，所以应选Ω×1挡，这样测量时就可使指针指在中间部位了．选好挡位后就要进行欧姆挡的调零，且每次换挡后都要重新进行调零．调零时将红、黑表笔接触，调节图中的“欧姆调零”旋钮T，使指针指在表盘右端电阻刻度的“0”位置．第38页/共47页(2)选择开关处在“×10Ω”的电阻挡时读数为50，所以电阻值为R＝50×10Ω＝500Ω，选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b，则被测电压是2.0V.[答案]

(1)①S左端的“0”

②×1挡③旋钮T电阻刻度的“0”

(2)500

2.0第39页/共47页某同学利用多用电表测量一个未知电阻的阻值，由于第一次选择的欧姆挡不够合适，又改换另一欧姆挡测量，两次测量时电表指针所指的位置如图所示，下面列出这两次测量中的有关操作：第40页/共47页A．将两表笔连接，并调零；B．将两表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置；C．记下电阻值；D．将多用电表面板上旋钮旋到R×100挡；E．将多用电表面板上旋钮旋到R×10挡；F．将多用电表面板上旋钮旋到OFF挡．(1)根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出为：________.(用上述操作项目前面的字母表示，且可以重复使用)(2)该电阻的阻值是________Ω.第41页/共47页[答案]

EABDABCF

1.8×103[解析]

用多用电表测未知电阻的阻值，要先估测，估测时，可任选一挡，然后调零，调零后测其电阻．因指针指在中央时，测量结果较精确，故若发现电表指针不是指在刻度盘中央，而出现偏大或偏小时，要换挡使其指针能指到中央附近，但换挡后必须重新调零，再进行测量．使用完毕，将旋转开关旋至OFF挡．所以实验步骤为EABDABCF，且该电阻的阻值为1.8×103Ω.第42页/共47页命题规律

会使用多用电表测电压、电流、电阻值，会读数．知道使用多用电表的注意事项．[考例4]多用电表